水煤浆气化技术将掀起新能源发展浪潮

30卷第7期Vol 30 NO. 72010年7月山西煤炭 SHANXI COALJu.2010文章编号:1672-5050(2010)07-0077-03水煤浆气化技术将掀起新能源发展浪潮李焕宇,梁霏飞,史晓军(中国矿业大学江苏徐州221008)摘要:水煤浆是近年来发展迅速的一种以煤代油的新型燃料,它不仅有煤的燃烧特性,而且类似重油的液态燃烧属于新型煤基流体洁净环保燃料。本文简单介绍了水煤浆技术及其突岀优点,阐迷了国内外水煤浆气化技术的研发状况与水煤浆技术带来的效益,提出了应用水煤浆技术的意见,对发展我国经济和保障国家能源安全具有重要意义关键词:水煤浆;气化;发展中图分类号:TD8239文献标识码:A1引言3国内外水煤浆气化技术的发展我国是以煤炭为主要能源的国家,煤炭资源量石油危机之后,世界发达国家投人了大量的人占我国化石能源95%以上。在新能源没有大量发力物力、财力来寻找替代油的原料,他们对水煤浆现和使用前,为了保障煤炭长期有效的供应,坚持科进行了研究开发利用。现在,许多国家都建成了学发展观,大力发展洁净煤技术,高效清洁的利用煤大批水煤浆厂,主要用于发电。目前,世界主要发达炭资源这不仅促进能源与环境的协调发展,也是保国家已经商业化的IGCC大型电站,均采用气流床障国家能源安全和有效供给、满足国民经济发展的技术,最具有代表性的是以干煤粉为原料的 Shell客观要求。改变了煤的传统燃烧方式,显示出了巨大气化技术和以水煤浆为原料的 Texaco气化技术。的环保节能优势。近几年来,采用废物资源化的技术She'气化技术的主要优势是碳转化率高,冷煤气效路线后,研制成功的环保水煤浆,可以在不增加费用率高。在我国,Shel气化技术已投入生产运行并取的前提下,大大提高了水煤浆的环保效益。在我国丰得了良好的经济效益和社会效益。富煤炭资源的保障下,水煤浆也已成为替代油、气等美国1979年起开始对水煤浆燃料进行开发利能源的最基础、最经济的洁净能源。用,匹茨堡能源研究中心附近的电厂锅炉用的就是水煤浆技术概况水煤浆燃料。世界上最大的水煤浆制备一管输一发电工程于1988年在俄罗斯建成。日本在小名滨建水煤浆技术是20世纪η0年代世界石油能源危成500k如a水煤浆厂,通过9km管道供给应用规模机中发展起来的一项高新技术,它实际上是一个由大的东京勿来电站4号机组锅炉和8号机组锅炉煤炭洗选-磨矿成浆-装贮运锅炉燃烧到炉后环燃用水煤浆。我国桂林钢厂用水煤浆代煤粉燃烧,保除尘的大型系统工程。由于其原料丰富、加工简折合标准煤约为90kgt,节煤3%,烟尘排放由732单、成本低,污染低、效率高、运输方便、可替代石油降至240mg/m致癌的NOx含量由2808降至44等综合优势,引起世界各国工业界的普遍关注。mg/m3,使环境和劳动条件得到明显改善。此外,由于收稿日期:2010-05-10基金项目:江苏普通高校研究生科研创新计划资助项目(CX08B121Z)作者简介:李焕字(1988—),女,山西忻州人,本科在读化学工程与工艺专业。Ⅲ综合应用.caton山西煤炭 SHANXI COAL第30卷第7期燃烧水煤浆工艺性能好,使钢材的烧损率由1.8%型电站煤粉炉改烧水煤浆后,不仅节省了煤场,而且下降至15%,企业获得较好的经济效益。由于取消了制粉系统,大大降低了电厂的自用电。冶近几年,石油价格的不断上涨,水煤浆技术在金燃煤窑炉改烧水煤浆后,由于负荷调整方便燃烧许多国家备受重视,从能源安全和健康环保角度来能耗降低10%~20%,产品质量明显提高。看,大力发展水煤浆技术极为迫切。世界的产油国环保效益:由于水煤浆是煤水混合物,原料煤伊朗也在研究煤代油技术。因此,水煤浆技术的低灰分低,燃烧时炉膛温较低,所以燃烧中的NOx污染将是未来市场需求的趋势。SO2排放物较少,排烟的含尘量也有较大幅度降低,1981年我国开始研究水煤浆技术,经过不断的环保效果明显。实践探索,该技术已在工业应用上较为广泛,国内综合利用效益:随着机械化程度的不断提高,研究开发出了拥有自主知识产权,达到国际领先水煤矿开釆中产生大量的粉煤,煤炭洗选中的煤泥,平的水煤浆气化技术。灰分高、水分高、价值低。把水煤浆技术应用于粉煤“七五”期间,我国顺利完成了水煤浆攻关任和煤泥处理变废为宝,可变劣质煤为优质煤。务,开发了成套技术,建成了“五厂六炉”示范工程5水煤浆气化技术的应用成了包括科研、设计、工业应用实验厂站在内的跨气化炉的喷嘴是水煤浆气化技术的核心,喷嘴行业、多学科的协作网络取得了重大成果。“八五”性能的好坏直接影响气化反应的结果、耐火砖及其以来国家计委煤代油办公室、能源部相继批准了喷嘴自身的使用寿命。华东理工大学与原鲁南化肥白杨河15万kW电厂改烧水煤浆工程及其配套的厂、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心合作,八一制浆厂扩建工程。国务院经贸办批准了桂林钢研制出新型水煤浆气化喷嘴,实现了技术创新与工厂、北京造纸一厂等五个水煤浆代油、节能、环保项业应用。目,我国在水煤浆工业应用的工业化、大型化、系列新型气化炉为四喷嘴对置结构,通过调整喷嘴化方面又上了一个新台阶。继北京造纸一厂60Lh配置优化气化炉结构与尺寸,以撞击式射流形式,工业锅炉燃用水煤浆、抚顺胜利水煤浆厂、枣庄八强化了热质传递过程更有利于进行气化反应和延一水煤浆厂工业应用项目取得国家攻关成果奖和长耐火砖的使用寿命。中试装置运行结果表明,主科技进步一等奖以后我们又在白杨河电厂220h要技术指标全面超过 Texaco水煤浆气化水平。比油炉和北京第三热电厂2号炉试烧水煤浆取得成 Texaco气化炉节煤7%,节氧7%,有效气成分提高功。北京水煤浆示范厂在使用国产添加剂及我国级2个百分点碳转化率提高2-3个百分点。专家鉴定配和成浆技术的基础上,用成浆性较差的大同煤,认为:“本项目填补国内空白,是我国具有自主知识经过长期工艺调整,生产出了符合合同质量保证值产权能与国际先进技术竞争的煤气化技术的里程的商品浆,经专家评议和验收委员会验收,工程正碑。技术指标显示本项目在水煤浆气化领域达到国式验收移交,可以批量生产。它标志着水煤浆技术际领先水平。”"该项目荣获国家科技部、财政部、国的开发和工业推广应用在我国已进入一个新阶段。家计委、国家经贸委组织的“九五国家重点科技攻4水煤浆技术带来的效益关优秀科技成果奖,为我国自主知识产权的水煤浆气化工业化奠定了扎实的技术基础。代油效益:经过几个燃烧示范点的长期使用证2010年5月18-19日,从江苏宜兴召开的第明燃油工业锅炉、窑炉改烧水煤浆,1.8~2.1t浆可二届多喷嘴对置式煤气化技术推广及应用研讨会代替一吨重油。按照开放后的现有市场价格,可以上传来消息,我国自主水煤浆气化装置走向大型给燃油用户带来明显的经济效益。化,目前单炉日处理2000t煤的多喷嘴对置式水煤节能效益:由于水煤浆原料灰分低,粒度细燃浆气化装置已实现成功运行,将为我国发展煤制烯烧充分,燃烧效率在%6%以上,对于原燃用块煤和烃煤制天然气等新型煤化工产业提供强大技术支原煤的中小锅炉,可以提髙燃烧效率5%-10%。大撑。这标志着国产多喷嘴煤气化技术实现了大规模第30卷山西煤炭 SHANXI COAl应用的新跨越。浆代煤节能技术;三是通过国家水煤浆工程技术研大型化是煤化工发展趋势,而大型化的装置需究中心的组建,调整布局,完善组织体制,使之更适要大型化技术装备做支撑。此前国产新型煤气化技应技术成果转化的需要。以水煤浆中心为基础建立术规模小,引进的煤气化技术又不够成熟,影响了国煤加工高新技术企业集团,以便承担国内外大型代内煤化工大型化的进程。正因如此,包括气化炉在内油、节能、管道运输工程;四是扩大对外国际合作,发的大型煤化工成套设备被我国确定为“十一五”期间展以单纯的技术合作为技工贸相结合的全方位合大力发展的16项重大技术装备之一,其中日处理作,为中国的水煤浆技术水煤浆产品走向世界创造2000t煤新型水煤浆气化技术被列入国家“十一五”条件;五是到本世纪末达到,代油1000万t,管运能863计划课题。力3000万t,达到国家科技发展中长期规划的目标。6水煤浆技术的努力反向7小结水煤浆技术的开发应用在我国已有多年的历水煤浆技术发展的空间是广阔的, Frost&sull程,今后的继续努力方向是:一是要加强综合配套能an的研究显示,经过近30年的发展,中国水煤浆的力,最大限度地发挥水煤浆技术的长处,吸引更多的发展已达到世界领先水平。今后的5到6年,政府支国内外用户;二是扩大水煤浆技术领域研究范围加持和节能减排要求带来的市场需求增长预期将推动强超低灰分水煤浆技术研究,加强水煤浆技术在煤水煤浆产业继续快速发展。水煤浆技术的快速发展泥处理方面的应用研究,在矿区推广无添加剂煤泥将会在可以预见的未来掀起新能源的浪潮参考文献张荣曾水煤浆制浆技术M北京:科学出版社:19962]龚欣,于遵宏,王辅臣水煤浆气化技术在中国的应用及其进展 Jhenergy conservation and environment protection:2003]付华赵继荣洁净的代油燃料一水煤浆能源工程:20004):22-24.4]刘明华水煤浆添加剂的制备及应用M北京:化学工业出版社2007New Energy Development by Coal-Water-Slurry GasificationLI Huan-yu, LIANG Fei-fei, SHI Xiao-jun(China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu 221008, China)Abstract: Coal-water-slurry (CwS )is a fuel of replacing oil with coal, with combustion character-istics of both solid coal and liquid heavy oil, which is regarded as a new coal-based fluid clean fuel. Thepaper introduces the CWS technology and its benefits, CWS gasification technology development, andsome application suggestions of Cws technology, which is significant to ensure the economy and nationalenergy safety in China.Keywords: coal-water-slurry; gasification; development编辑:刘新光